层状富镍LiNixMnyCo1-x-yO2（NMC）材料具有高能量密度，是最有前途的锂离子电池（LIBs）正极材料。然而，通常由有害的氧气释放引起的低热稳定性会导致LIBs严重的安全问题。理想的安全策略是打破热失控的反应链，因此揭示氧释放的路径至关重要。
近日，清华大学欧阳明高院士，Li Wang，Xuning Feng报道了揭示了参与强烈放热反应的两条内源性氧途径导致NMC811|石墨（NMC811|Gr）LIB处于失控状态，同时量化了这两条途径对热失控的单独贡献。
文章要点
1）人工设计的部分电池的加速量热（ARC）测量结果表明，正极释放氧（约41.2%）与碳酸乙烯酯（EC）的反应引发了NMC811|Gr LIB的热失控，而正极释放氧与还原负极之间的反应则主导了热失控过程，即在与EC反应中的剩余氧扩散到锂化负极，并产生大量热量（64.5%），从而使电池在热失控期间达到最高破坏性温度。此外，通过差示扫描量热（DSC）、热重分析（TGA）和质谱(MS)的固体数据进一步支持了上述结果。
2）定量分析结果显示，正极的热驱动氧足以导致热失控的触发反应和主要放热反应。此外，EC降低的电解液可以抑制正极释放氧与电化学反应的链条，降低NMC811|Gr电池的放热率，从而提高电池的安全性。
参考文献
Junxian Hou , Xuning Feng , Li Wang , Xiang Liu , Atsushi Ohma , Languang Lu , Dongsheng Ren , Wensheng Huang , Yan Li , Mengchao Yi , Yu Wang , Lei Wang , Zihan Meng , Zhengyu Chu , Gui-Liang Xu , Khalil Amine , Xiangming He , Hewu Wang , Yoshiaki Nitta , Minggao Ouyang , Unlocking the self-supported thermal
runaway of high-energy lithium-ion batteries, Energy Storage Materials (2021),
DOI：10.1016/j.ensm.2021.04.035
https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.04.035
